Java中的数据结构一览

Java的类库实在是很多，以至于很多人都不太了解，结果总是自己造轮子。

下面汇总了Java中的一些数据结构，加上一些实现的分析，同时备忘。

至于时间复杂度，个人觉得写出来的用处不大。如果明白它是怎么实现的，那自然就知道它的时间复杂度。

如果不理解它的实现，把时间复杂度背得再熟也没用。

接口：

Collection<E>

子接口：

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E>, List<E>, NavigableSet<E>, Queue<E>, Set<E>, SortedSet<E> 

实现类：

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ArrayList,  ConcurrentLinkedQueue, ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArrayList, CopyOnWriteArraySet, DelayQueue, EnumSet, HashSet, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedHashSet, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, Stack, SynchronousQueue, TreeSet, Vector 

List<E>

实现类：

ArrayList, CopyOnWriteArrayList, LinkedList,Stack, Vector 

Queue<E>

子接口：

BlockingDeque<E>, BlockingQueue<E>, Deque<E> 

实现类：

ArrayBlockingQueue, ArrayDeque, ConcurrentLinkedQueue, DelayQueue, LinkedBlockingDeque, LinkedBlockingQueue, LinkedList, PriorityBlockingQueue, PriorityQueue, SynchronousQueue 

Set<E>

子接口：

NavigableSet<E>, SortedSet<E> 

实现类：

ConcurrentSkipListSet, CopyOnWriteArraySet, EnumSet, HashSet, LinkedHashSet, TreeSet 

Map<K,V>

子接口：

ConcurrentMap<K,V>, ConcurrentNavigableMap<K,V>,  SortedMap<K,V> 

实现类：

ConcurrentHashMap, ConcurrentSkipListMap, EnumMap, HashMap, Hashtable, IdentityHashMap, LinkedHashMap, TreeMap, WeakHashMap 

并发与线程安全等

通常含有Concurrent，CopyOnWrite，Blocking的是线程安全的，但是这些线程安全通常是有条件的，所以在使用前一定要仔细阅读文档。

具体实现：

List<E>系列：

ArrayList<E>，如其名，但是其容量增长计划是newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1，和C++通常的Vector是翻倍的策略不同。

CopyOnWriteArrayList<E>，里面有一个ReentrantLock，每当add时，都锁住，把所有的元素都复制到一个新的数组上。

只保证历遍操作是线程安全的，get操作并不保证，也就是说如果先得到size，再调用get(size-1)，有可能会失效

那么CopyOnWriteArrayList是如何实现线程安全的迭代操作？

在迭代器中保存原数组。

LinkedList<E>，标准双向链表

Vector<E>，过时，多数方法上加上了synchronized

Stack<E>，继承自Vector，过时，优先应使用 Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<Integer>();

Queue<E>系列：

LinkedList<E>，见List<E>系列

ArrayDeque<E>，内部用一个数组保存元素，有int类型head和tail的。

PriorityQueue<E>，内部用一个数组来保存元素，但数组是以堆的形式来组织的，因此是有序的。

PriorityBlockingQueue<E>，包装了一个PriorityQueue<E>，一个ReentrantLock，一个Condition，TODO

ArrayBlockingQueue<E>，TODO

ConcurrentLinkedQueue<E>，TODO

DelayQueue<E>，TODO

LinkedBlockingDeque<E>，TODO

LinkedBlockingQueue<E>，TODO

SynchronousQueue<E>，TODO

Deque<E>（双端队列）系列：

ArrayDeque<E>，见Queue系列

LinkedList<E>，见List系列

LinkedBlockingDeque<E>，TODO

Set系列：

HashSet，包装了一个HashMap：

    public HashSet() {

        map = new HashMap<E,Object>();

    }

TreeSet，包装了一个TreeMap，参考HashSet

LinkedHashSet，包装了LinkedHashMap，参考HashSet

EnumSet，TODO

CopyOnWriteArraySet，简单包装了CopyOnWriteArrayList，注意这个Set的get的时间复杂度。

ConcurrentSkipListSet，包装了一个ConcurrentSkipListMap，参考HashSet。

Map系列：

HashMap<K,V>，标准链地址法实现

TreeMap<K,V>，红黑二叉树

LinkedHashMap<K,V>，在Entry中增加before和after指针把HashMap中的元素串联起来，这样在迭代时，就可以按插入顺序历遍。

EnumMap，TODO

ConcurrentHashMap，参考之前的文章

ConcurrentSkipListMap，TODO，log(n)的时间复杂度，有点像多级链表保存的，貌似有点像redis中的SortedSet的实现

Hashtable，过时

IdentityHashMap，正常的HashMap中比较是用equals方法，这个用的是“==”比较符

WeakHashMap<K,V>，弱引用的HashMap，正常的HashMap是强引用，即里面的value不会被GC回收，在WeakHashMap<K,V>中，V中最好是WeakReference类型的，用像这样的代码：m.put(key, new WeakReference(value))。

其它的一些实用的第三方的数据结构：

LRUCache，LongHashMap，Java7中的LinkedTransferQueue，

Apache的包，里面有很多实用的类：

http://commons.apache.org/collections/

Google的包，里面有很多并发的牛B类：

AtomicLongMap，等等

大对象的数据结构：https://github.com/HugeCollections/Collections 

注意事项：

并发容器多数不能使用null值